[實用新型]一種鐵鉆工沖扣鉗輥子結構化表面制備機構

有效

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207387031U
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 張華;姜新東;房佳恒
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙) 32312
• 代理人: 李楊

本實用新型涉及了一種鐵鉆工沖扣鉗輥子結構化表面的制備機構，該機構包括電極運動系統(tǒng)、輥子裝夾系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)、電解液循環(huán)系統(tǒng)、電源和工作臺。電極運動系統(tǒng)主要由多孔噴射電極、電機、滑移架、導軌、法蘭組成；輥子裝夾系統(tǒng)包括夾具體、分度盤、分度盤底座、活動頂針；激光加工系統(tǒng)主要由激光器、全反射鏡和聚焦透鏡組成；電解液循環(huán)系統(tǒng)主要由電解液、電解液池、耐蝕泵、球閥、輸液管和回流管組成。借助該機構，利用激光對輥子整個外圓表面進行軸向激光刻蝕，再用多孔噴射電解光整凹坑表面，實現(xiàn)輥子結構化表面的制備，該機構提高了加工精度和效率，使得輥子的耐磨損性和使用壽命都得到了提高，對提高鐵鉆工操作的穩(wěn)定性和安全性有重要作用。

技術領域

本實用新型涉及一種鐵鉆工沖扣鉗輥子結構化表面的制備機構，尤其涉及一種利用激光刻蝕和多孔噴射電解加工復合制備陣列凹坑的機構。

背景技術

隨著人類對石油需求量的日趨增大，石油機械也在蓬勃發(fā)展，在開采石油鉆井過程中，井口機器人鐵鉆工是重要的設備，在高頻大扭矩工況條件下，沖扣鉗輥子表面極易磨損，由于沖扣鉗輥子的磨損會導致鐵鉆工夾緊鉆桿、套管時打滑，嚴重影響了整體的工作效率和質量。故而對輥子表面采取結構化處理，可以提高其耐磨損性能，延長使用壽命，以提高鐵鉆工操作的穩(wěn)定性和安全性。

目前在金屬材質表面進行結構化表面制備的方法主要有：電火花加工、激光加工、噴射電解加工等，電火花加工雖然成型電極的電極損耗小，但是電極制作困難；激光加工具有加工效率高等優(yōu)點，對于微坑的加工，其加工表面還需要更進一步的光整加工處理；電解噴射加工可達性好，并且不需要制作成型陰極。但是也存在單孔加工效率低、重復精度差、定域性差等工藝缺陷。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種能夠對鐵鉆工沖扣鉗輥子外圓表面進行有效、高效的結構化處理的機構。為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了一種鐵鉆工沖扣鉗輥子結構化表面的制備裝置，包括電極運動系統(tǒng)、輥子裝夾系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)和電解液循環(huán)系統(tǒng)，所述電極運動系統(tǒng)包括多孔噴射電極、電極基座、絕緣套、電機、滑移架、直線導軌、滾珠絲杠、立柱和法蘭，所述多孔噴射電極安裝在電極基座上，所述電極基座通過法蘭與滑移架連接固定，所述直線導軌固定在立柱上，所述電機固定在立柱上端，與滾珠絲杠連接，所述滑移架與滾珠絲杠連接，所述絕緣套套裝在多孔噴射電極上；所述輥子裝夾系統(tǒng)包括夾具體、分度盤、分度盤底座、活動頂針，所述分度盤安裝在分度盤底座上，所述分度盤底座裝在夾具體左側，所述活動頂針固定在夾具體右側；所述激光加工系統(tǒng)主要由激光器、全反射鏡和聚焦透鏡組成，所述激光器固定在立柱上端，所述全反射鏡固定在輥子上方，所述聚焦透鏡垂直固定在全反射鏡和輥子之間；所述電解液循環(huán)系統(tǒng)主要由電解液池、電解液、過濾裝置、輸液管、回流管、球閥和水泵組成，所述電解液池底座固定在工作臺上，所述輸液管一端與法蘭端口連接，另一端接入電解液池中。

進一步地，所述多孔噴射電極與電極基座裝配后形成內(nèi)外兩層流道，內(nèi)外兩層流道之間通過電極基座的側壁通孔相連通；所述多孔噴射電極和絕緣套沿著周向一側都設有微小群孔，通過銷釘定位，使多孔噴射電極的周向一側群孔和絕緣套群孔位置相對應；所述多孔噴射電極與法蘭連接處有凹槽，用于安裝密封墊圈，形成封閉空間。

進一步地，所述夾具體固定于工作臺，所述分度盤通過軸承和分度盤底座進行固定，所述分度盤帶動輥子的轉動，將銷子插到分度定位孔和底座上的凹槽中可實現(xiàn)分度定位。

進一步地，所述全反射鏡將激光器發(fā)出的激光束反射至聚焦透鏡上，再由聚焦透鏡將激光束聚焦到輥子表面。

進一步地，所述水泵在電解噴射加工過程中提供電解液，通過調節(jié)球閥來控制電解液的流速；電解液池中安裝有過濾裝置。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型優(yōu)點：1.適用于軸對稱輥子零件外圓結構化表面高效制備；2.多孔噴射電極不需要制作成型電極，減少了制作成型電極帶來的誤差，提高了工件表面微坑加工精度。

附圖說明